No Brasil, uma experiência pioneira na reciclagem de lodo de ETA foi desenvolvida por Morita et al. (2002), e Novaes (2005) que incorporaram lodo da ETA
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Cubatão (SP) em tijolos cerâmicos em escala real e obtiveram êxito, em conformidade com as normas técnicas da ABNT.
Morita et al. (2002) incorporaram em escala real o lodo da ETA Cubatão na fabricação de tijolos cerâmicos. Os autores encontraram partículas com diâmetros de 3 a 6% inferiores a 2,0 μm, 60 a 70% entre 2 e 20 μm e 30 a 40% superiores a 20 μm. Esses diâmetros não podem, sozinhos, serem utilizados para produção de tijolos, mas, incorporá-lo à massa plástica. Os autores determinaram a quantidade de matéria orgânica presente na argila através do método do carbono orgânico variando de 0,15 a 0,18%, enquanto no lodo da Cubatão a variação foi de 5,5 a 8,1 %. Adicionalmente, encontraram o teor de sólidos secos da argila de 76% e do lodo de 18 a 20%.
Novaes (2005) avaliou o uso benéfico do lodo com cloreto férrico da ETA Campinas (SP) verificando a viabilidade técnica em escala de laboratório e real, além de averiguar se um tratamento complementar do lodo, através de leito de secagem melhoraria as condições requeridas pelo referido uso. Em escala de laboratório foram usadas as proporções de lodo: 10, 20, 30, 40 e 50% e em escala real de: 7, 10.7, 14.2 e 17.8%. Sendo que o teor de sólidos do lodo era de 55%. Os resultados obtidos pelo autor em escala de laboratório mostraram que os corpos de prova apresentaram propriedades físicas e mecânicas semelhantes aos tijolos cerâmicos em escala real, entretanto, ressaltou que devido as condições de mistura, não foi possível atingir em escala real proporções superiores a 17,8% de lodo.
Uma classificação das formas de aproveitamento foi apresentada por Tsutiya e Hirata (2001) apud Machado (2003) que são:
Recuperação de coagulantes; Cultivos de grama;
Melhoria de sedimentabilidade de baixa turbidez; Lançamento em estações de tratamento de esgotos; Disposição no solo;
Fabricação de tijolos; Plantações de cítricos; Fabricação de cimento;
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Estudo como o de Reali (1999) já visava a disposição do lodo de forma controlada no solo como alternativa possível de ser adotada caso seja comprovada que não haverá impactos negativos ao meio ambiente, particularmente, ao solo receptor dos resíduos gerados na ETA. Assim como o de Cornwell et al. (2000) que realizaram um levantamento sobre as formas de disposição final de lodos de ETAs nos E.U.A e verificaram que a maioria das ETAs aplicava os lodos no solo, em aterros sanitários ou particulares ou lançava em sistemas públicos de esgotos sanitários.
Outros trabalhos em escala de laboratório (RAMIRES et al, 2001; COSIN et al, 2002; MAGALHÃES, 2003) demonstraram que o aumento de incorporação de lodo à massa cerâmica nos corpos de prova queimados, implica no aumento de sua absorção de água e porosidade, diminuição da resistência mecânica à compressão, portanto, com características de um material não-plástico, que não deve ser utilizado de forma isolada na industria cerâmica, mas associado a argila de natureza plástica.
Um trabalho em escala real da incorporação do lodo de ETA à massa cerâmica para fabricação de tijolos foi realizado por Silva et al (2015), onde a autora estudou a proporção adequada para a produção dos tijolos cerâmicos nas proporções de 10%, 12% e 20%. Realizou diversos ensaios para avaliar a resistência, absorção de água, dimensões adequadas e aspecto visual. Ao produzir tijolos com a proporção de 20% de lodo de ETA verificou que devido a alta plasticidade não era possível a produção dos tijolos, mas dentre as proporções de 10% e 12% obteve resultados melhores quanto aos parâmetros de resistência, no entanto, a proporção de 12% foi a mais indicada.
Na busca de avaliar a possibilidade de uso do lodo de ETA na matriz de argamassa e concreto Megda et al. (2005) afirmaram que o estudo relativo à imobilização do lodo em matrizes de argamassa e concreto tiveram início com os estudos de argamassas com adições de lodos nas frações de 5% e 50% em relação à massa do agregado miúdo. Informaram que a produção das argamassas com resíduos manteve a mesma consistência no traço de referência, seguindo-se o mesmo procedimento para os traços de concreto. Foram utilizados traços usuais relacionados às aplicações não-estruturais de argamassa e concretos, sendo 1:3 e 1:2:3 em massa para argamassa e concreto, respectivamente.
Estudos desenvolvidos por Hoppen et al. (2005) visaram a determinação dos teores adequados para incorporação de lodo de ETA em concreto mantendo as suas características de qualidade. Após análise do material verificaram que apresentava alto teor de umidade, 88%, e massa especifica de 1,05 g/cm3, além da presença de sílica,
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usadas em aplicações normais, ou seja, em situações que vão desde a fabricação de artefatos e estruturas pré-moldadas até construção de pavimento em concreto, devido às resistências superiores a 20 MPa. Sugeriram sua utilização em concreto estrutural, mas pelo não conhecimento das iterações químicas existentes entre o lodo e o concreto e pela atividade de corrosão, recomendam seu uso para concretos não-estruturais.
Na mesma visão de reduzir os impactos ambientais Costa (2011) objetivou não somente a redução dos impactos ambientais, mas a redução de custos para as empresas concessionárias de águas e esgoto que precisam repor calçadas de concreto que são constantemente quebradas durante os serviços de manutenção da rede. Dessa forma, o autor utilizou o traço 1:2:3 (cimento: areia: brita) e a partir do ensaio brasileiro (tração) para os traços que utilizaram 5%, 10% e 20% encontrou resistência à compressão axial superiores a meta de 15 MPa, que considerou satisfatório, já que para calçadas, valores de 10 MPa são considerados suficientes. No entanto, observou que o lodo interfere nos resultados de tração (apesar de não ter referências) quando composto com areia como agregado miúdo recomendando concentrações de lodo em porcentagens de 10% na confecção de calçadas.
2.3 ARGILA
A argila é um material natural, terroso, de granulação fina, que geralmente adquire, quando umedecido com água, certa plasticidade; quimicamente, são as argilas formadas essencialmente por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio. As indústrias da construção civil usam materiais de construção que são produtos acabados, como da indústria cerâmica (que é uma indústria química de processos), em que as argilas são matéria-prima especifica porque são componentes essenciais dos tijolos, telhas, cimentos, azulejos e pisos cerâmicos (SANTOS, 1989).
Segundo Santos (1989) algumas argilas são classificadas pela localidade de onde foram extraídas (nomenclatura geográfica), e outras são classificadas baseadas na origem geográfica como: argilas primárias ou residuais, quando estas são encontradas no lugar mesmo local da rocha da qual derivou (rocha matriz); ou argilas secundárias, sedimentares ou transportadas, quando os depósitos se formaram distantes da rocha matriz. Ainda segundo o autor existem diversos tipos de argilas, como as argilas cauliníticas, argilas refratárias, bentonitas, argilas plásticas para cerâmica branca (ball clays), terras fuller e argilas comuns.
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Segundo Gomes (1986) apud Santos (2011), a maioria das aplicações da argila situam-se no domínio da cerâmica, onde as suas propriedades básicas são a plasticidade e o endurecimento quando queimada. A argila pode ser trabalhada facilmente e, após a queima, a forma escolhida permanece e o objeto torna-se resistente, térmica e mecanicamente.
De acordo com Das (2007), a argila consiste em um material com partículas lamelares, com tamanhos inferiores a 2 m, constituídas por um conjunto de minerais, compostos de silicatos complexos de alumínio hidratados, denominados de argilominerais. Dentre os principais tipos de argilominerais encontrados na composição mineralógica da argila, estão: a caulinita, a ilita, a gibsita e em alguns casos a montmorilonita. Estes argilominerais possuem utilização prática na fabricação de telhas, materiais cerâmicos, sondagens, fundações profundas e vedação de barragens. Recebem o nome comercial de caolim e bentonita, provenientes do grupo caulinita e esmectita sódica, também conhecida como montmorilonita, respectivamente. As principais propriedades transmitidas por estes argilominerais, de uma forma geral são: plasticidade, coesão, expansão e tixotropia.